草土围堰施工方案.doc

PAGE PAGE 8 筑土，草袋围堰施工方案 　　 定义：　 　　筑土草袋围堰是用一层草袋一层土再一层草袋一层土在水中逐渐堆筑形成的挡水结构，为我国传统的河工技术。其下层的草土体靠上层草土体的重量，使之逐步下沉并稳定，堰体需放边坡。其基本断面是梯形，断面宽度是依据水深和施工时上游壅水高度及基坑施工场地要求来确定，据各地实践经验，断面宽为水深的2～3倍。流沙基础可采用机械化施工，断面宽度应适当的加大。由于草土体的沉陷较大，这必须留备足够的起高，一般超高为设计堰高的10％～l5％。 　　主要填筑材料： 　　1、草袋：麦柴和稻草是修筑草袋围堰的主要材料，稻草抗拉耐久性强。在选择柴草料时，要求长而整齐，并经过轻微碾压，吸水性强的支茎长度50厘米以上为宜。 　　2、土料：一般土壤即可使用。对土壤干湿度的简单测验，在现场将土用手握紧成团，掷地能散为宜。冻土、干土、含有较多砂砾石和有机物杂质的土壤不得使用。 3.本工程经现场实地考察，场地内原为河沟淤泥土质，后农民拆迁的建筑垃圾回填形成现有施工场地，现场的土方不可用于围堰工程，需外进土方施工1.草土围堰施工方案 1.1. 平面布置 草袋筑土围堰的平面布置见附图。 1.2. 横断面 堰体横断面见附图。 ⑴. 堰顶高程 按常水位季节的水位和考虑气候变化以及河道底需要清淤等因数，本工程围堰高度6.5m加高0.5m，即围堰高度定为7.0m。 (2) 堰体断面 顶宽为10.0m，施工时近似按矩形截面施工，其边坡由围堰土自重压缩和被水冲刷后形成，约1:0.2～1:0.4,底宽13.0m。 (3). 稳定性验算 草袋筑土围堰受到的水平力为外侧水压力P水、外侧土压力P土，受到的竖向力为自重G0、外侧土对堰体的竖向压力G土、基底水的渗透压力U。 计算工况： 草袋筑土围堰高H=7m，水头高H水=5m，草土围堰的容重γ草土=12KN/m3，水的容重γ水=10KN/ m3，卵石的容重γ卵石=19KN/m3，卵石的浮容重γ卵石=11KN/m3，取土的内摩擦角φ=250，静止土压力系数Ko=0.2，草土体基底与地基的摩擦系数f=0.4。 （注：图中高程为相对高层） 外侧水压力: P水=1/2H水 2γ水=125KN/m 外侧土压力: P卵石=1/2KOγH2 =2.475KN/m 堰体重量: G0=1/2(10+13)×7×γ草土=966KN/m 外侧土对堰体的竖向压力： G卵石=1/2×（1.5 ×γ卵石）×1.5 =21.375KN/m 渗透扬压力: U=1/2×H水×10×γ水=250KN /m 抗滑稳定系数： K1=f(G0+G卵石-U)/(P水+P土)=2.3＞1.3 抗倾覆稳定系数： K2=(G0×6.5+ G卵石×6)/(U×13×2/3+P水×5×1/3+ P卵石×1.5×1/3)=2.71.5 满足要求。 土坡稳定系数： 如上图所示，根据流体力学理论结果，上游三角形AFM高为5m，宽为ΔL的矩形来代替，这一矩形和上游三角形渗过同样的流量，消耗同样的水头，ΔL值可用下式计算：ΔL=m1/（1+2m1）H1=5/7 然后把上游三角形和中间段合成一段EOBB，通过这段渗流区域的渗流流量为q1=k（H12-ao2）/2L 下游段三角形BBN段，应用达赛定律可得其渗流量：q2=k*ao/m2 根据水流连续条件q1=q2 得ao=0.04，q=0.2k 可得浸润线方程为：H12-y2=（2q/k）x即0.4x=25-y2 按泰勒的经验方法确定最危险滑动面圆心位置。当ρ=25°，β=78°时，知土坡的滑动面是坡脚圆，其最危险滑动面圆心的位置可从泰勒方法确定最危险滑动面圆心位置曲线得α＝５５°，θ＝１８°，由此作图求得圆心ｏ。 将滑动土体ＢＣＤＢ划分成竖直土条。滑动圆弧ＢＤ的水平投影长度为Ｈ×ｃｔｇα＝５.１４ｍ把滑动土体划分为５个土条，从坡脚Ｂ开始编号。 计算各土条滑动面中点与圆心O的连线同竖直线间的夹角αi值。按下式计算 Sinαi=αi/R 即R=H/2sinα*sinθ=13.77m 从图中量取各土条中心高度，计算各土条wi=γbihi及wisinαi、wicosαi值，结果列于下表 土条编号 土条宽度bi 土条中心高hi 土条重力wi αi wisinαi wicosαi L 1 1 1.07 20.33 7.5 2.65 7.49 2 1 2.68 50.92 14.4 12.66 14.05 3 1 4.22 80.18 20.8 28.46 18.29 4 1 5.55 105.45 27.3 48.34 18.15 5 1.14 3.77 81.6582 34.8 46.58 23.93 合计 138.69 81.91 8.65 计算L=2θRπ/